گزارش کار آزمایشگاه فیزیک حرارت (اندازه گیری گرما)

اندازه گیری گرما :

موضوع آزمایش :

اندازه گیری ارزش آبی کالری متر

تئوری آزمایش فوق الذکر:

در صورت تماس دوجسم با دما های مختلف آن نوع انرژی که از جسم گرم به جسم سرد منتقل می شود ،گرما نامیده می شود.بنابراین گرما معرف نوع خاصی

از انتقال انژی است. واحد گرما درسیستم si ژول است که همان واحد کارو انرژی است.

واحد گرما درسیستم cgs کالری است. که آن عبارتست از مقدارگرمایی که دمای 1 گرم آب خالص 4.5 درجه سلیسیوس را به 5.5 درجه سیلیسیوس برساند.

بنا به تجربه مقدارگرمای لازم جهت افزایش دمای موادمختلف یکسان نیست بلکه برماده ای برای افزایش دما نیازبه مقدارگرمای بخصوص به خود داردکه دراصطلاح ظرفیت گرمایی آن جسم نامیده می شود.

بنا به تعریف ،ظرفیت گرمایی یک ماده عبارتست از مقدار انرژی گرمایی که به یک نقطه از آن ماده داده می شود تا دمای نقطه به اندازه dt افزایش یابد یعنی:

C= dq/dt ظرفیت گرمایی ویژه یک جسم عبارتست از مقدارگرمایی که دمای 1kg جسم را به اندازه یک درجه سلیسیوس بالا برد. یعنی: c= c/m=dq/m.dt

بنابراین گرمای لازم جهت افزایش دمای جسمی به جرم m با گرمای ویژه ی c از دمای T1 به دمای T2 عبارت خواهد بود از :

Q = m. dq= m.c.dt

مقدار c صرفا تابعی از دماست وبنا برتجربه تغییرات c دردماهای معمولی قابل چشم پوشی است .بافرض مستقل بودن c ازدما می توان رابطه فوق را به شکل زیرنوشت :

Q = m.c.(T2-T1) = m . c. ∆T

برای اغلب آزمایشات اندازه گیری گرما ازظرفی بنام گرماسنج یا کالری متر استفاده می شود. کالری مترظرفی است دوجداره که به شکل استوانه ساخته شده و جنس جداره داخلی از آلومینیم ویا مس می باشد.

اجزای داخلی کالری مترعبارتنداز:

یک همزن ویک دماسنج و جداره داخلی کالری متر

دربعضی از انواع کالری متر یک المنت حرارتی الکتریکی نیز تعبیه شده است.

تذکرمهم: چون دماسنج وهمزن هر کالری مترجزو اجزائ داخلی آن است لذا از جدانمودن آنها از کالری متر ویا تعویض آنها جدا خودداری نمایید!

ضمننا کالری متر راهرگز جهت گرم کردن آب داخل آن روی شعله قرار ندهید.

برای گرم کردن آب فقط از بشرهایی که به این منظور دراختیاردارید استفاده نمایید.

گرماسنجی عموما به روش اختلاط انجام می گیرد.اساس این روش برپایه انتقال گرما از جسم گرم به جسم سرد است.

این انتقال گرما تازمانی که تعادل حرارتی بین دوجسم برقرارنشده ادامه می یابد.

اگردوجسم A و B که دارای دماهای مختلفی هستند درجوارهمدیگر قرارگیرند،

و درهیچ یک از دوجسم تغییرفازی رخ ندهد، دراین صورت کلیه گرمایی که جسم گرم می دهد صرف بالا رفتن دمای جسم سرد خواهدشد. بنابراین درچنین اختلاطی خواهیم داشت :

بافرض اینکه جسم A گرمتر ازجسم B باشد واختلاط درداخل یک کالری مترانجام گرفته باشد دراینصورت خواهیم داشت :

گرمای گرفته شده توسط B+گرمای گرفته شده توسط آب داخل کالری متر+گرمای گرفته شده توسط کالری متر=گرمای داده شده توسط A

که دراین صورت رابطه فوق که معادله ی تبادل گرمایی یا معادله گرماسنجی نامیده می شودبه صورت فرمول زیر نوشته می شود:

Ma.ca(Өa-Өm)= A(Өm-Өc)+ mh20.cH2O(Өm-Өc)+mb.cb(Өm-Өb)

Өc دمای آب سرد

m Өدمای تعادل

A ارزش آبی کالری متر

روش انجام آزمایش

1- کالریمتر را وزن کرده و جرم آن(mcal (را درجدول ثبت می کنیم.

2- مقدارحدود( 4/1 ظرفیت ظرف طرف داخل کالریمتر) آب سرد داخل کالریمتر ریخته مجموعه را وزن کرده) جرم مجموعه M )و سپس جرم آب سرد را از رابطه ی m1= M – mcal محاسبه کرده در جدول ثبت می کنیم. و همچنین دمای تعادل اولیه آب سرد و کالریمتر را از روی دماسنج کالریمتر قرائت نموده( 1 Ө ) و در جدول درج می کنیم.

3- مقداری آب را داخل بشر ریخته و تا دمای 60 تا 70 درجه سلیسیوس گرم می کنیم.دمای این آب را بادماسنج دیگری اندازه گیری می کنیم. توجه کنید که دماسنجی که درداخل کالریمتر است جزو اجزائ داخلی آن بوده وبه هیچ وجه نباید دماسنج همراه آب ( داخل بشر) روی شعله قرارگیرد.بعد از آنکه آب داخل بشر به دمای حدودا 70 دجه رسید بشر را از روی شعله برداشته برای مدت چندین دقیقه روی میز قرارداده و بهم بزنید تا دمای تمام آب آن یکسان گردد . سپس مقداری از آب مزبور را که تقریبا برابر مقدار آب سرد قبلی است (بند2) بداخل کالریمتر بریزید. البته د آخرین لحظه ی قبل ازریختن آب دمای آنرا بوسیله دماسنج قرائن نموده (2Ө) ودرجدول ثبت کنید.

4- اکنون آب داخل کالریمتر را چندین بارهم بزنید و مدتی صبرکنید تا بدمای تعادل برسد دمای مزبور(mӨ( را قرائت کرده درجدول ثبت کنید.البته در این میان می توانید کالریمتر را روی ترازو قرارداده و جرم مجموعه ( کالریمتر + آب سرد اولیه + آب گرم یعنی M’= mcal+m1+m2 را توزین نموده و از طریق آن جرم آب گرم m2 را از رابطه ی m2=M’-M محاسبه کرده و درجدول ثبت نمایید.

5- معادله گرماسنجی را نوشته و برپایه ان ارزش آبی کالریمتر را پیدا کنید.

M2.c(Ө2-Ө1) = ( m1.c+A)(Өm-Ө1)
mcal

(gr)
M

(gr)
m 1

(gr)
M’

(gr)
m 2

(gr)
Ө1

(0c)
Ө2

(0c)
Өm

(0c)
A

(cal/0c)

525
626
101
702
86
25
71
41

گزارش کار آزمایشگاه فیزیک حرارت (اندازه گیری گرما)

مطالب مشابه :

گزارش کار آزمایشگاه فیزیک حرارت (اندازه گیری گرما)

جزوه فیزیک پایه 3 ( موجها ، شاره ، گرما و اپتیک )

دانلود جزوه و پاورپوینت انتقال حرارت

جزوه ترمودینامیک بر اساس کتاب زیمانسکی